印染废水脱色的研究新进展
目录
摘要
Abstract
引言
1 染料分类及发色机理
1.1染料分类
1.1.1 直接染料
1.1.2 活性染料
1.1.3 还原染料
1.1.4弱酸性染料
1.1.5 中性染料
1.2 发色机理
2.脱色方法
2.1 吸附脱色
2.2 絮凝脱色
2.3 氧化脱色
2.4生物法脱色
2.5 电化学法脱色
3.脱色处理方法
3.1物理方法
3.1.1 吸附法
3.1.2超滤法脱色
3.1.3 辐射降解法
3.2 物理化学法
3.2.1 絮凝法
3.3化学法
3.3.1 电化学法
3.3.2 氧化法
3.3.3还原法
3.3.4 高级氧化法
3.3.5 超声波氧化法
3.3.6 萃取法
3.4 生物处理法
3.4.1 传统生物处理技术
3.4.2 微生物强化处理技术
3.4.3 膜生物反应处理器技术
3.4.4 生物酶脱色技术
4.发展前景
参考文献
摘 要：
阐明了印染废水的来源及特点，简介了染料分类及发色机理, 探讨了物理法、物化法、化学法、生物法在印染废水脱色处理中的应用，并在此基础上对染料废水的脱色处理进展进行了评述。
Abstract:
The article introduces the dying and printing wastewater characteristics,summarizes the technologies to remove the dyestuff, such as physicaltreatment, physico-chemical treatment, chemical treatment andbiological treatment, on which base gives a comment on the advantage anddisadvantage of every technology.
引言
印染废水的来源是印染加工过程中所有工序所排放的废水混合而成的混合废水。主要包括:预处理阶段排放的退浆、煮炼、漂白、丝光废水；染色阶段排放的染色废水；印花阶段排放的印花废水和皂洗废水；整理阶段排放的整理废水。印染废水成分复杂，主要是以芳烃和杂环化合物为母体，并带有显色基团（如：-N=N-、-N=O）及极性基团（如：- SO3Na、-OH、-NH2）。染料分子中含较多能与水分子形成氢键的-SO3H、-COOH、-OH 等亲水基团，如活性染料和中性染料等，染料分子就能全溶于废水中；不含或少含-SO3H、-COOH、-OH等亲水基团的染料分子，以疏水悬浮微粒形式存在于废水中；含少量亲水基团但分子量很大或完全不含亲水基团的染料分子，在水中常以胶体形式存在。印染废水中还常带有一些染色助剂。由于染料生产品种多，并朝着抗光解、抗氧化、抗生物氧化方向发展，从而使染料废水处理难度加大。染料废水处理难点：一是COD高，而BOD/COD值小，可生化性差；二是色度高，而成分复杂。三是水质水量不稳定，排放具有间歇性。印染废水的处理目标一般是COD的去除与脱色，但脱色问题难度更大。当前，疏水性或不溶于水的染料废水脱色已基本解决，难点在于许多亲水性或水溶性染料废水的脱色，而这也正是当前公认的较难处理的工业论文帮写废水之一。
1． 染料分类及发色机理
1.1 染料分类
各类染料着色率各不相同, 其中阳离子酸性染料和酸性媒介染料着色率高, 可达90%～100% , 硫化染料着色率最低,约50% , 其它染料介于此间。这样, 使用着色率低的染料进入废水的量大, 而着色率高的染料进入废水的量就小。
1.1.1 直接染料
直接染料一般属双偶氮、三偶氮或二苯乙烯型结构,分子中亲水基团含量较高,水溶性好,溶解度大,在水溶液中直接染料分子一般呈直线形展开,几个芳环位于同一个平面内。染料分子可通过基团之间的氢键相互缔合,有较大的聚集倾向,在水溶液中以胶体形态存在,较易被化学絮凝法去除。
1.1.2 活性染料
活性染料有单偶氮型、蒽醌型、酞菁型等。活性染料在水中的分散状态随其结构而变。分子量大或芳环呈平面者易发生缔合,形成大分子基团而易被除去; 分子量小且芳环不在一个平面内,多以接近真溶液的状态存在,絮凝去除率下降。
1.1.3 还原染料
还原染料分子结构的基本骨架是分子量较大的多环芳香族化合物,疏水芳香环多而亲水基团少,它与分散染料均属于非离子型的疏水性染料,在水中溶解度极微,主要以疏水性的悬浮微粒存在,稳定性较差,絮凝剂加入后易发生凝聚而被除去。
1.1.4 弱酸性染料
弱酸性染料一般为单偶氮和双偶氮类,溶解度中等,常温下在水溶液中以接近胶体的状态存在,易被絮凝除去。
1.1.5 中性染料
中性染料常见的为单偶氮2∶1 型金属络合染料,中心络合离子为Co2 + 、Cr2 + 等。由于中心存在金属络离子,导致几个苯环不在同一个平面内,分子间较难缔合,染料在水中以接近真溶液的状态存在,即使絮凝剂投加量较大,脱色率也很低[1]。
李硕文[2]的研究表明，直接染料和还原、分散、硫化染料易通过化学絮凝去除，脱色率高；活性染料絮凝去除效果随分子量而异；分子量大的易去除；强酸性染料脱色率低，弱酸性和中性染料脱色率高；阳离子染料用絮凝剂难以去除，脱色率低。
1.2 发色机理
染料的颜色取决于其分子结构。按Wiff发色基团学说, 染料分子的发色体中不饱和共轭链( 如- C= C- 、- N = N- 、- N = O）的一端与含有供电子基(如- OH、- NH2)或吸收电子基(如- NO2、＞C= O ) 的基团相连, 另一端与电性相反的基团相连。化合物分子吸收了一定波长的光量子的能量后, 发生极化并产生偶极矩, 使价电子在不同能级间跃迁而形成不同的颜色。一般来说, 染料分子结构中共轭链越长, 颜色越深;苯环增加, 颜色加深; 分子量增加, 特别是共轭双键数增加,颜色加深。[3]
2 印染废水脱色主要是脱除废水色度即染料分子和COD，现在广泛应用的脱色方法主要有以下几种。
2.1吸附脱色
吸附脱色技术帮写论文是依靠吸附剂的吸附作用来脱除染料分子的。通常采用的吸附剂包括可再生吸附剂如活性炭、离子交换纤维等和不可再生吸附剂如各种天然矿物（膨润土、硅藻土）、工业废料（煤渣、粉煤灰）及天然废料（木炭、锯屑）等。目前用于吸附脱色的吸附剂主要靠物理吸附，但离子交换纤维、改性膨润土等也有化学吸附作用。 活性炭是第一个获得工业应用且研究得最透彻的固体吸附剂。活性炭微孔多、大中孔不足、亲水性强，限制了大分子及疏水性染料的内扩散，适用于分子量不超过400的水溶性染料分子脱色，对大分子或疏水性染料的脱色效果较差。由于分子间偶极和变形性（决定诱导偶极大小的主要因素）有很大不同，致使物理吸附也表现出一定的选择性，如活性炭对碱性染料废水脱色率超过90%，而对酸性染料废水脱色率仅30%～40%.作为水处理中广泛使用的絮凝剂，膨润土已被广泛用于印染废水脱色领域，近来进一步研制成多种复合以及改性膨润土[37].目前受到广泛注目的是离子交换纤维，主要用于吸附重金属及色素[38]且比表面大、离子交换速度快，易再生，对难处理的活性染料废水有很好的脱色效果；某些集吸附与絮凝功能为一体的吸附剂如硅藻土复合净水剂也已开发[39]，用电厂粉煤灰制成具有絮凝性能的改性粉煤灰，对疏水性和亲水性染料废水均具很高脱色率。
2.2絮凝脱色
印染废水的絮凝脱色技术，投资费用低，设备占地少，处理量大，是一种被普遍采用的脱色技术。印染废水絮凝脱色机制是以胶体化学理论为基础的。就无机絮凝剂而言，是铁系、铝系等絮凝剂发生水解和聚合反应，生成高价聚羟阳离子，与水中的胶体进行压缩双电层、电中和脱稳、吸附架桥并辅以沉淀物网捕、卷扫作用，沉淀去除生成的粗大絮体，从而达到脱色目的。对于有机高分子絮凝剂而言，除了电中和与架桥作用外，可能还存在类似化学反应成键的絮凝机制。对无机高分子絮凝剂改性，引入具有络合能力的无机酸根或有机官能团，逐渐成为水溶性染料废水脱色的新趋势。 无机高分子絮凝剂脱色机制不同于低分子无机絮凝剂，开发新絮凝剂也是亲水染料脱
